JP4279251B2 - エレベータ装置 - Google Patents

Description

この発明は、二次電池などによる電力蓄積装置を用いた省エネ形のエレベータ装置に関するものである。

近年、機械室を必要としないエレベータ、例えば、巻上機および制御盤を昇降路内に設置して機械室を設けないエレベータが普及してきている。通常、エレベータには、その回生運転時には直流電力を貯蔵し、力行運転時には電力を供給する電力蓄積装置を備えているが、このようないわゆる機械室レスエレベータにおいて、電力蓄積装置を実装するためのスペースが課題であり、例えば電力蓄積装置に用いる２次電池を長く積層したものを昇降路の隅に設ける例が示されている。
しかしながら、多数の２次電池をコンパクトにまとめるとともに、２次電池を含む電力蓄積装置を省スペース的に設置し、取扱・保守などに便利なように構成したものはまだ提供されていない。
すなわち、二次電池などを用いた電力蓄積装置について、昇降路スペースが狭い機械室レスエレベータに関しては、エレベータ装置のどの部分に電力蓄積装置を配置するのかが課題となっていた。
また、二次電池を用いた電力蓄積装置は、一般に充放電効率のよい適正な温度範囲があるため、その温度範囲にまで簡単な手段で冷却するとか、より効率的に送風するということが課題になっていた。
この発明は、上述のような課題を解決した上で、機械室レスエレベータの省スペースであるメリットを損なわず、二次電池のような電力蓄積装置を適切に配置したエレベータ装置を提供することを目的とする。また、これにより、電力蓄積装置へのケーブル類の削減、また、その保守・点検が容易にできるエレベータ装置を提供することを目的とする。
さらに、二次電池などを用いた電力蓄積装置を、機械室レスエレベータで求められるように、騒音をできるだけ抑えて効率よく冷却することができるエレベータ装置を提供することを目的とする。言い換えれば、電力蓄積装置に対し効率よく送風し冷却するための送風手段を備えたエレベータ装置を提供することを目的とする。
発明の概要
この発明のエレベータ装置は、交流電力を整流し直流電力に変換して直流母線に出力するコンバータと、上記直流母線に接続され上記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータとを含む制御盤を備え、上記インバータの出力により電動機を駆動してエレベータかごを運転するエレベータ装置において、直流母線との間で電力の授受をする電力蓄積装置を備えている。
そして、この電力蓄積装置は、上記直流母線からの電力を貯蔵し上記直流母線に電力を放出する電力蓄積部と、上記直流母線と上記電力蓄積部との間に接続された充放電回路部と、上記電力蓄積部の温度若しくはその入出力電流又は電圧のうち少なくとも一つを計測する計測部と、上記計測部の出力に応じて上記充放電回路部を制御することにより上記電力蓄積部の充放電を制御する充放電制御部とを含んでいる。そして、この電力蓄積装置は、エレベータの昇降路内に配置されている。
また、この発明のエレベータ装置は、上記と同様の制御装置と電力蓄積装置とを備え、電力蓄積装置は、電力蓄積部と、充放電回路部と、計測部と、充放電制御部とを含んでいる。そして、制御盤がエレベータの昇降路内に設置されるとともに、電力蓄積装置が、又は、少なくとも電力蓄積装置の電力蓄積部、充放電回路部、計測部、充放電制御部のいずれかが、制御盤と一体に形成されて昇降路内に設置される。
また、この発明のエレベータ装置は、上記と同様の制御装置と電力蓄積装置とを備え、電力蓄積装置は、電力蓄積部と、充放電回路部と、計測部と、充放電制御部とを含んでいる。そして、制御盤がエレベータの昇降路内に設置されるとともに、電力蓄積装置が、又は、少なくとも電力蓄積装置の電力蓄積部、充放電回路部、計測部、充放電制御部のいずれかが、制御盤と別体に形成されて制御盤の近隣若しくはエレベータ昇降路のピット内に設置される。また、好ましくは、上記電力蓄積装置、又は、上記電力蓄積装置の電力蓄積部、充放電回路部、計測部、充放電制御部の少なくともいずれかが、上記制御盤の直上又は直下に設置される。
また、この発明のエレベータ装置は、交流電力を整流し直流電力に変換して直流母線に出力するコンバータと、上記直流母線に接続され上記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータとを含む制御盤を備え、上記インバータの出力により電動機を駆動してエレベータかごを運転するエレベータ装置において、直流母線との間で電力の授受をする電力蓄積装置を備えている。そして、この電力蓄積装置は、上記直流母線からの電力を貯蔵し上記直流母線に電力を放出する電力蓄積部と、上記直流母線と上記電力蓄積部との間に接続された充放電回路部と、上記電力蓄積部の温度若しくはその入出力電流又は電圧のうち少なくとも一つを計測する計測部と、上記計測部の出力に応じて上記充放電回路部を制御することにより上記電力蓄積部の充放電を制御する充放電制御部と、電力蓄積部に送風する送風部を含んでいる。そして、この電力蓄積装置は、エレベータの昇降路内に配置される。
また、この発明のエレベータ装置は、上記と同様の制御装置と電力蓄積装置とを備え、電力蓄積装置は、電力蓄積部と、充放電回路部と、計測部と、充放電制御部、送風部とを含んでいる。そして、制御盤がエレベータの昇降路内に設置されるとともに、電力蓄積装置が、又は、少なくとも電力蓄積装置の電力蓄積部、充放電回路部、計測部、充放電制御部、送風部のいずれかが、制御盤と一体に形成されて昇降路内に設置される。
また、この発明のエレベータ装置は、上記と同様の制御装置と電力蓄積装置とを備え、電力蓄積装置は、電力蓄積部と、充放電回路部と、計測部と、充放電制御部、送風部とを含んでいる。そして、制御盤がエレベータの昇降路内に設置されるとともに、電力蓄積装置が、又は、少なくとも電力蓄積装置の電力蓄積部、充放電回路部、計測部、充放電制御部、送風部のいずれかが、制御盤と別体に形成されて制御盤の近隣若しくはエレベータ昇降路のピット内に設置される。また、好ましくは、上記電力蓄積装置、又は、上記電力蓄積装置の電力蓄積部、充放電回路部、計測部、充放電制御部、送風部の少なくともいずれかが、上記制御盤の直上又は直下に設置される。
また、この発明のエレベータ装置は、上記のようなエレベータ装置において、電力蓄積装置の電力蓄積部が、複数の電力蓄積電池を電気的に接続して積層した電力蓄積モジュールを複数個含み、この電力蓄積モジュールを並列に複数個配置して電気的に接続した電力蓄積ユニットから構成されている。
また、好適な例としては、この発明のエレベータ装置において、電力蓄積装置の電力蓄積部は、上記のような電力蓄積ユニットを１個または複数個接続して構成されている。
また、好適な例としては、電力蓄積ユニットは、複数の電力蓄積モジュールを水平方向には碁盤目状もしくは千鳥配列状に配列して構成されている。
また、好適な例としては、電力蓄積ユニットは、電力蓄積モジュールをダミーとともに配列して水平方向の通風路の均一化を図るようにしている。
また、好適な例としては、電力蓄積ユニットは、電力蓄積モジュールに送風する送風装置を電力蓄積モジュールに近接して所定距離離して備えている。
また、好適な例としては、電力蓄積ユニットは、電気的に接続した複数のモジュールの電力を電力蓄積ユニット外部に取り出すことができる電力伝達部材を備えている。
また、好適な例としては、電力蓄積ユニットは、電力蓄積モジュールの温度または電圧の情報を伝達する情報伝達部材を備えている。
また、好適な例としては、電力蓄積ユニットは、電力蓄積モジュールを支持する基板を備えるとともに、この基板を電力伝達部材または情報伝達部材として用いる。
また、好適な例としては、電力蓄積ユニットは、複数の電力蓄積モジュールを支持する支持部材を備えている。
以上のような本発明によれば、エレベータ装置において、直流電力の貯蔵・放出をする電力蓄積装置を、または、少なくともその構成部分を、昇降路内の適切な位置に配置することにより、省スペース化を図ることができる。また、電力蓄積装置に接続するケーブル類を短く抑えることができるとともに、保守・点検も容易になる。さらに、電力蓄積部の電力蓄積部をユニット化することにより、電力蓄積部を容易に運搬・保守・点検・交換することができる。また、複数のユニットの組合せが可能になる。

第１図は、本発明の実施の形態１によるエレベータ装置の配置例を示す図である。
第２図は、エレベータの制御装置と電力蓄積装置の回路構成例を説明するための図である。
第３図は、本発明の実施の形態２によるエレベータ装置の配置例を示す図である。
第４図は、本発明の実施の形態３において、エレベータの制御装置と電力蓄積装置とを含む複合盤の概略構成を示す断面図である。
第５図は、この発明で用いる電力蓄積用の電池を説明するための図である。
第６図は、電力蓄積部におけるモジュールの配列例を示す図である。
第７図は、電力蓄積部における各種のモジュール配列の例を示す図である。
第８図は、電力蓄積部におけるモジュールのさらに他の配列例を示す図である。
第９図は、本発明の実施の形態４において、電力蓄積部に用いる電力蓄積ユニットの構成を示す図である。
第１０図は、支持部材の例としての支持板を示す平面図である。
第１１図は、電力蓄積ユニットの電気回路の構成例を説明する図である。

本発明をより詳細に説述するために、添付の図面に従ってこれを説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１によるエレベータ装置の配置例を示す図であり、（Ａ）はエレベータ装置を水平方向から見た部分立面図、（Ｂ）はエレベータ装置を上方から見下ろした平面図で、それぞれエレベータ装置要部の配置を示す概念図である。
図１において、１はエレベータかごが昇降するエレベータの昇降路、２は昇降路の壁面、３は昇降路１の対向する壁面に沿って配置された一対のガイドレール、４はガイドレールに案内されて昇降路１内を昇降するエレベータかご、５はエレベータかご４の巻上機、６は釣合いおもりを示す。また、７は主索であり、図示省略するが、一端が昇降路１上部に固定され、中間部が巻上機５とエレベータかご４の下側のプーリーとに巻回され、他端が釣合いおもり６に結合されており、巻上機５の回動によりエレベータかご４を昇降させる。８は階床を示す。
次に、１０はエレベータの制御装置、３０は巻上機駆動用の電力を貯蔵する電力蓄積装置、４０は制御装置１０と電力蓄積装置３０を一体に構成した複合盤である。４１は一対の取付腕であり、それぞれ一端がガイドレール３に固定され、ガイドレール３から昇降路壁面２に沿って水平方向に延び、その末端で複合盤４０の上下両端を固定している。このように、複合盤４０は、昇降路の壁面２とエレベータかご４との間の隙間に配置され、ガイドレール３に取り付けられ、特別な設置スペースをとらないようにされている。
図２は、エレベータの制御装置１０と電力蓄積装置３０の回路構成例を説明するための図である。
図２において、右端部分は図１に示したエレベータ装置のハード部分を示し、巻上機５が誘導電動機ＩＭに駆動され、巻上機５に巻回された主索７を駆動し、主索７の両端に結合されたかご４と釣り合いおもり６を昇降させることを示している。９はエンコーダを示す。
制御装置１０において、１１は三相交流電源、１２は三相交流電源に接続されたコンバータ、１３はコンバータの出力回路に接続された直流母線１３であり、コンバータ１２は三相交流電力を交直変換して直流母線１３に直流電力を出力する。
１４は直流母線１３に接続されたインバータ、１５は交流出力線、１６は交流出力線１５のＣＴであり、インバータ１４は直流母線１３からの直流入力を直交変換して、交流出力線１５に交流電力を出力する。１７はコントローラ、１８はインバータ制御回路、１９はゲートドライブ回路であり、インバータ制御回路１８はエンコーダ９とＣＴ１６からの入力信号を得て、ゲートドライブ回路１９を制御する。また、２０は回生抵抗、２１は回生抵抗制御回路を示す。
次に、電力蓄積装置３０において、３１は電力蓄積部、３２は電力蓄積部３１と直流母線１３との間に接続された充放電回路部、３３は電力蓄積部３１の状態を計測し、制御信号を発生する計測部、３４は計測部３３からの制御信号を受けて充放電回路部３２を制御する充放電制御部を示す。
さらに敷衍すると、電力蓄積部３１は、直流母線１３から直流電力を得て貯蔵し、または、直流母線１３に直流電力を放出する。充放電回路部３２は直流母線１３と電力蓄積部３１との間に接続されて電力蓄積部３１の充放電を行う。計測部３３は電力蓄積部３１の温度若しくはその入出力電流又は電圧のうち少なくとも一つを計測する。また、計測部３３は、直流母線１３にも接続されその電圧を計測する。充放電制御部３４は計測部３３の出力に応じて充放電回路部３２を制御することにより電力蓄積部３１の充放電を制御する。
この電力蓄積装置３０は、エレベータ装置の回生運転時に直流母線１３からの直流電力を蓄積し、力行運転時には蓄積された直流電力を直流母線１３に供給するためのものである。エレベータ装置では、定員乗車でかご４を昇降させる場合に、かご４の下降時は回生運転、上昇時は力行運転となる。また、無負荷でかご４を昇降させる場合には、かご４の下降時は力行運転、上昇時は回生運転となる。このような電力蓄積装置の回路構成の例とその動作については、既に知られているところであり、例えば日本特許公開公報、Ｐ２００１−２４０３２３Ａ、Ｐ２００１−２４０３２４Ａ等にも記載されている。したがって、ここでは詳細な説明は省略する。
以上説明したように、この実施の形態のエレベータ装置では、制御装置１０を収納する制御盤の中に電力蓄積装置３０を一体に組み込んで複合盤４０としたものである。すなわち、制御装置１０を収納する制御盤を昇降方向に延長し設計することで、制御盤内に電力蓄積装置３０を設置したものである。このように、電力蓄積装置３０を制御装置１０の制御盤と一体化することにより、両者の間の配線ケーブルなどを短く設計することができ、スペース効率をよくすることができる。
従来から機械室レスエレベータ装置は、図１に示すように非常に省スペース化されて設計されており、本発明のように、従来からのエレベータ制御盤に、直流電力を貯蔵する例えば二次電池などの電力蓄積装置３０を付加したエレベータ装置において、新たに付加される電力蓄積装置３０をスペース的に無駄なく設置することは重要である。
現在の機械室レスエレベータに適用されている制御盤は、昇降路スペースの有効利用や冠水対策のため、例えば最下階の階床高さから上方であって、かご室と壁の間に薄型で昇降方向に長く設計された制御盤を設置している。そして、その昇降方向には、他の機器が設置されていない場合が多い。そこで、電力蓄積装置３０を付加したエレベータ装置において、電力蓄積装置３０を、具体的にはその構成要素である電力蓄積部３１、電力蓄積装置に充放電するための充放電回路部３２、またその充放電回路部３２を制御するための充放電制御部３４などの機器を、従来からの制御盤を昇降方向に延長し設計することで、制御盤内に設置することができる。
以上のように、本実施の形態によれば、直流電力を貯蔵する電力蓄積装置を備えたエレベータ制御装置において、電力蓄積装置をスペース的に無駄なく設置することができ、かつ、保守・点検を効率的に行うことができる場所に設置することができる。
次にこの実施の形態の変形例について説明する。この実施の形態では、図１に示すように、電力蓄積装置３０は、図２にその構成部分を示したところの、電力蓄積部３１、充放電回路部３２、計測部３３、充放電制御部３４のすべてが、制御装置１０と一体で、複合盤４０に一体に組み込まれる場合について説明した。
しかし、電力蓄積装置３０の構成部分のすべてが制御装置１０と一体でなくても、少なくとも電力蓄積部３１、充放電回路部３２、計測部３３、充放電制御部３４のいずれか、又はそのいくつかが、状況や必要に応じて制御装置１０と一体に形成されている場合でも、これら機器の設置の省スペース化を図れると言う点で意味がある。この場合、制御装置１０と一体形成されない構成部分は、別体で、昇降路１内に配置されても、昇降路１外に配置されてもよい。
実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２によるエレベータ装置の配置例を示す図であり、（Ａ）はエレベータ装置を水平方向から見た部分立面図、（Ｂ）はエレベータ装置を上方から見下ろした平面図で、それぞれエレベータ装置要部の配置を示す概念図である。
図３において、１０は制御装置であり、具体的には制御盤として構成されている。３０は電力蓄積装置であり、具体的には電力蓄積装置盤として構成されている。４１は一対の取付腕であり、それぞれ一端がガイドレール３に固定され、その末端で制御装置（制御盤）１０の上下両端を固定している。なお、説明の便宜上、制御装置とそれをハード化した盤（制御盤）をともに符号１０により示し、電力蓄積装置とその盤（電力蓄積装置盤）をともに符号３０により示す。
４２は他の一対の取付腕であり、それぞれ一端がガイドレール３に固定され、ガイドレール３から昇降路壁面２に沿って水平方向に延び、その末端で電力蓄積装置盤３０の上下両端を固定している。電力蓄積装置盤３０は、制御盤１０に近くその真上で、昇降路壁２とかご４との間に配置されている。このように、制御盤１０は、昇降路の壁面２とエレベータかご４との間の隙間に配置されており、電力蓄積装置盤３０も昇降路の壁面２とエレベータかご４との間の隙間に配置されており、ガイドレール３に取り付けられ、特別な設置スペースをとらないようにされている。その他の構成は図１と同様であるから、同じ符号を付して説明を省略する。なお、図３（Ｂ）の平面図において、制御盤１０と電力蓄積装置盤３０は重なるので、電力蓄積装置盤３０だけが見えている。
この実施の形態では、既存のエレベータ機器と新たに付加する機器とを切り分け、図３に示すように、制御装置１０とは別に、新たに付加される電力蓄積装置３０を別個に電力蓄積装置盤として設計し、その電力蓄積装置盤３０を制御盤１０に近接して昇降路方向上部に、好ましくは制御盤１０の直上に、設置したものである。
例えば図３において、エレベータ制御盤１０が最下階の階床高さ付近に設置され、これに電力蓄積装置盤３０を付加設置する場合、電力蓄積装置盤３０を最下階階床に位置するかごの高さより上方に設置することにより、かご４の上から保守・点検を行うことができる。また、制御盤１０からも比較的近く、エレベータの他の機器の取付けに影響を与えることなく取り付けることができる。
また、電力蓄積装置３０は別盤となるため、制御盤１０は配線ケーブルを繋ぎ込む機器を増設するのみでよく、新たに制御盤を設計する必要がない。つまり電力蓄積装置盤３０を制御盤１０のオプションとして設計すればよい。
なお、図３では、新たに付加する電力蓄積装置３０を、電力蓄積装置盤として制御盤１０の上側に設置する例を示したが、これは昇降路１における制御盤１０の位置によっては、制御盤１０の下側に設置してもよい。いずれにしても、一般に昇降路１内に余分のスペースはないのが通常で、その中でも、制御盤１０の上側または下側が、制御盤１０を上下移動させることができる程度に空いており、このスペースを利用するのがよい。
したがって、電力蓄積装置盤３０の横幅と奥行き、つまり水平方向の断面は、制御盤１０の横幅と奥行きとほぼ同じ程度に設計するのが配置スペース上便宜である。そして、電力蓄積装置盤３０を制御盤１０の直上または直下に設置するのがよい。
また、図１に示した実施の形態１のように、制御盤１０を昇降方向に長さを延長して電力蓄積装置３０を一体化して複合盤４０を構成した場合、複合盤４０の高さがあまりに高くなると、例えば制御盤１０が最下階の階床高さ付近に設置されている場合に、保守・点検作業の際、脚立などを利用しなければ手が届かなくなる場合がある。その場合には作業性が悪くなり、作業効率が落ちる恐れがある。このような場合には、本実施の形態２のように、電力蓄積装置盤３０を別盤として作業しやすい位置に設置するのがよい。
なお、昇降が２階床のエレベータや、昇降行程の短いエレベータなどは、制御盤１０の上下方向に十分なスペースがない場合がある。この時は、例えば制御盤１０近くの昇降路壁２の適当な位置に電力蓄積装置盤３０を設置するか、もしくは、電力蓄積装置盤３０を昇降路１下部のピットに設置するなど、昇降路内のスペースの空いている場所に設置するのが、他機器の再設計を必要としないため、適切である。
次にこの実施の形態の変形例について説明する。この実施の形態では、図３に示すように、電力蓄積装置３０は、図２に示した構成部分である、電力蓄積部３１、充放電回路部３２、計測部３３、充放電制御部３４を含んで全体として一つの盤に形成され、昇降路１内で、制御装置１０の直上に設置される場合について説明した。
しかし、電力蓄積装置１０の構成部分のすべてが電力蓄積装置盤として一体化されていなくても、少なくとも電力蓄積部３１、充放電回路部３２、計測部３３、充放電制御部３４のいずれか、又はそのいくつかが、状況や必要に応じて一つの盤に形成され、昇降路１内で、制御装置１０の直上または直下に設置される場合でも、これら機器の設置の省スペース化を図れると言う点で意味がある。この場合、電力蓄積装置１０を構成する他の部分は、さらに別体で、昇降路１内に配置されても、昇降路１外に配置されてもよい。
また、この実施の形態において、制御盤１０は、図３に示したように、昇降路１内に設置されている場合について説明した。しかし、電力蓄積装置３０を、又は、それを構成する電力蓄積部３１、充放電回路部３２、計測部３３、充放電制御部３４の少なくともいずれか、又はそのいくつかを、エレベータかご昇降路１内に設置することは、制御盤１０が昇降路１内に設置されているか否かにかかわらず、これら機器の設置の省スペース化を図れると言う点で意味がある。
実施の形態３．
図４は本発明の実施の形態３において、エレベータの制御装置と電力蓄積装置とを含む複合盤の概略構成を示す断面図である。図４において、４０は制御装置１０と電力蓄積装置３０とを一体に組み込んだ複合盤、４２はその筐体、３１は組み込まれた電力蓄積部を示す。５２は、後に詳述するように、電力蓄積用の単位電池を積層して電気的に接続した電力蓄積モジュールである。このように、電力蓄積部３１は複数の電力蓄積モジュール５２を並列に配列した構成としている。
３５は電力蓄積部３１の温度を均一にするために配置された、ファンなどの送風装置を示す。ファン３５は複合盤４０と一体に配置され、例えばその筐体４２に固定されている。
電力蓄積部３１は、その温度をできるだけ均一にする必要があり、例えば図４のように送風装置３５を電力蓄積部３１の側に配置して電力蓄積部３１に向けて送風する（図示矢印参照）。送風は、図４の左側から送風装置３５に取り込まれ、電力蓄積部３１を通風冷却して、筐体４２右側の通風窓３６から排出される。
なお、上記の例では、図４で、複合盤４０に送風装置３５が設置されているとして説明した。しかし、制御装置１０と電力蓄積装置３０とが別体で配置される場合には、送風装置３５は電力蓄積装置盤３０に設置される。この場合、図４の複合盤４０を、電力蓄積装置盤３０としてみればよい。
次に、この発明に適用する電力蓄積部３１の電力蓄積用の電池の配列について説明する。
図５はこの発明で用いる電力蓄積用の電池を説明するための図である。図５（Ａ）は１個の単位電池５１（本発明では電力蓄積セルあるいは単にセルとも称する）を示し、上側の図が側面図、下側の図が下面の端面図（負極側）を示す。
また、図５（Ｂ）は、電力蓄積モジュール５２（本発明では単にモジュールとも称する）を示し、複数のセル５１の正負電極を接続して長手方向に積層し、電気的に縦続接続したものである。図の例では６個のセル５１を接続しており、上側の図が側面図、下側の図が下面の端面図（負極側）を示す。なお、図５（Ｂ）では、電力蓄積モジュール５２として、複数のセル５１を単純に電気的に縦続接続した例を示したが、一般に電力蓄積モジュール５２は複数のセル５１の縦続接続と並列接続とが組み合わされて構成されていてよい。
また、図６は、電力蓄積部３１におけるモジュールの配列例を示す図である。図６において、５２はモジュールを示し、５３は電極接続用のブスバーを示す。ブスバー５３はモジュール５２の上下端において、２個のセル５１を電気的に接続するとともに、機械的にも固定するバーである。図６の例では、４個のモジュール５２が電気的に縦続接続されている。なお、図６では、電力蓄積部３１として、複数のモジュール５２を単純に電気的に縦続接続した例を示したが、一般に電力蓄積部３１は複数のモジュール５２の縦続接続と並列接続とが組み合わされて構成されていてよい。
電力蓄積装置３０の電力蓄積部３１に用いる二次電池などの電力蓄積用の電池（セル）５１は、例えば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった種類があり、また形状としては円筒形または角形などがある。また図４（Ｂ）のように、セルを５個もしくは６個など直列接続しモジュール化したものなど様々ある。
エレベータの最大回生電力を電力蓄積装置３０にすべて充電するためには、セル５１もしくはモジュール５２を複数使用するのが一般的である。これらセル５１あるいはモジュール５２の個数の決め方は、エレベータもしくはモータの速度・容量によるなどいろいろあるが、一般的には、エレベータ回生運転時の最大電力をすべて充電できるだけのセル５１を使用するのが電力の高効率化からみて効果的である。例えば、最大回生電力が約２ｋＷ程度のエレベータにおいて、単位電池あたり５０Ｗの電池（セル）を４０個使用するとよい。
電力蓄積部３１の形態の例として、セル５１を接続してモジュール化したものについては前述したが、このようなセル５１あるいはモジュール５２の接続方法には例えば溶接が使われており、簡単にセル５１を接続するためにはよいが、強度が十分に確保できない場合がある。そこで、例えば図６のように、複数のセル５１を連結したモジュール５２を垂直方向に縦に設置すれば、連結部分に電池自重によるモジュール５２の折れ曲がり力を掛けることなく設置することができる。
電力蓄積部３１に対して送風する送風装置３５としては、例えば安価なファンが使用される。いろいろなファンがあるが、一般的なファンとして、軸流ファン、ラインフロー、シロッコファンなどがある。送風する風の流路幅・形状や電力蓄積部３１のモジュール５２の形状、配置方法、配置間隔によって、風の圧力損失は決定される。その圧力損失と電力蓄積部３１の温度上昇を抑えるのに必要な送風量に適した送風装置３５を決定し配置する必要がある。
次に電力蓄積部３１におけるモジュール５２の配列の仕方と、送風の状況について説明する。
図７は、電力蓄積部３１における各種のモジュール配列の例を示す図であり、図７（Ａ）〜（Ｃ）において、それぞれ、上側の図は上面図、下側の図は側面図を示す。また、上面図において、二重丸はセルの正電極のある側、一重丸はセルの負電極のある側を示している。図７において、５２はモジュール、５４は電力蓄積部３１の筐体壁面を示す。なお、ブスバーは図示省略している。
図７（Ａ）は、電力蓄積部３１において、複数のモジュール５２を密集させてほとんど隙間なく並べた例である。この場合、送風装置３５としては、圧力損失に強い例えばシロッコファンのようなファンで送風する方法がある。ただし、一般的にシロッコファンは装置として大きく、また、騒音が大きい。特に機械室レスエレベータのように、装置を昇降路１内に設置するものに於いて、かご４内への騒音のほか、居室とエレベータ昇降路１が隣り合っているような場所では、騒音が大きいことは望ましくない。
図７（Ｂ）は、複数の同形状のモジュール５２を千鳥配列に並べた例を示す。また、図７（Ｃ）は、複数の同形状のモジュール５２を碁盤目状に配列した例を示す。いずれも隣接する直近のモジュール５２の間の間隔が等しくなるように配置されている。
図７（Ａ）のように、複数のモジュール５２を接触するほど密に並べた場合には、送風の圧力損失が大きくなるので、これを改善するために、図７（Ｂ）あるいは図７（Ｃ）に示すように、モジュール５２間にある程度空間を持たせることで送風の圧力損失を少なくすることができる。またモジュール５２の間隔を均一にするように並べることにより、モジュール５２あるいはセル５１に対して均一に送風されるようになる。特に、複数の同形状のモジュール５２を使用してシステムを構成する場合、モジュール５２を千鳥配列（図５（Ｂ））あるいは碁盤目状配列（図５（Ｃ））にすると、均一に送風される。また、圧力損失が小さいため、軸流ファンなどの圧力損失に強くないファンでも十分送風することができ、騒音も小さく抑えることができる。
図８は、電力蓄積部３１における、電力蓄積用のモジュール５２のさらに他の配列例を示す図である。図８（Ａ）、（Ｂ）において、それぞれ上側の図は上面図、下側の図は側面図を示す。また、上面図において、二重丸はセルの正電極のある端面、一重丸はセルの負電極のある端面を示している。
図８において、５２はモジュール、５４は筐体壁面、５５はモジュールのダミーを示す。ダミー５５はモジュール５２を縦断二分したものと同じ外形を有する半筒体または半棒状体のものであり、その平面が壁面５４に接して配置され、曲面が隣接するモジュール５２との間に一定の間隙を形成するように配置されている。これにより、モジュール５２同志の間の距離と、モジュール５２とダミー５５との間の距離が同じになるようにしている。言い換えれば、モジュール５２とダミー５５を合わせたものの配置を均等にする、あるいは、相互の間隔を均等にしている。
以上のように、電力蓄積部３１内に均一に送風するためには、図７のように、送風が壁面５４にかたよらず電力モジュール５２同士の空間にも十分送風されるようにする目的でモジュール５２のダミー５５を配置することが効果的である。ここでダミー５５とは、その外形がモジュール５２のダミーになっているものであればよい。このように、モジュール５２と同形状または同形状に近いものを壁面５４に配置することにより、モジュール５２同士の空間に加えて、壁面５４との空間も均一にする。あるいは、壁面５４に翼形状のものを配置することにより、壁側を流れる風を積極的にモジュール５２間に送風するようにすることも考えられる。これも広い意味でダミーと言ってよい。
これに対して、図７のように、平面状の壁面に囲まれた空間に、例えば同形状の円筒形のモジュール５２だけを配列した場合には、送風した風が主に平面の壁側に沿って流れていくために、モジュール５２同士の空間が十分に送風されず、熱がこもりやすい。これはモジュール５２の水平断面が円形状に限らず言える事である。この対策として、図８に示すように壁面５４にダミー５５を配置すれば、モジュール５２間を流れる送風を均一化することができる。
電力蓄積用の電池（セル）５１の例としては二次電池があるが、二次電池の充放電効率は温度によって左右される。例えば、ニッケル水素電池の場合、電池使用温度として０〜４０度、充放電効率のよい温度は２０〜３０度であり、０〜２０度は放電効率が悪く、３０〜４０度は充電効率が悪い。そのために、ニッケル水素電池は３０度以上になった場合には、例えばファンなどの送風装置３５を用いて送風などをして冷却するのが好ましい。
さらに、複数のセル５１あるいはモジュール５２を使用する場合、各セル５１あるいはモジュール５２の温度をできるだけ均一にしておく必要がある。なぜなら、例えばニッケル水素電池において、Ａ，Ｂ２つのニッケル水素電池を直列接続し充放電を行うとする。Ａが高温でＢが低温であった場合、Ａは充電効率が悪く、Ｂは放電効率が悪い。充放電を行った結果、充電量がＡ＜Ｂとなり不均一になるため、システム全体としての充電量の把握が難しく、ある電池のみ過充電・過放電し、その過充電・過放電により装置の劣化を招く。これに対して、上記に説明したような対策をとれば、この種の問題は解決される。
以上説明したように、本実施の形態によれば、直流電力を貯蔵する電力蓄積装置３０を備えたエレベータ装置において、適当な数のセル５１とモジュール５２により、適当な容量の電力蓄積装置３０を備えることができ、低騒音かつ送風効率のよい送風方法を伴った電力蓄積装置３０が得られる。
なお、実施の形態１，２においては、電力蓄積装置３０に送風装置３５が含まれていない場合について説明した。しかし、実施の形態１のものに、この実施の形態３で説明したように、電力蓄積装置３０又はその電力蓄積部３１に送風装置３５が含まれていてよい。
その場合、実施の形態１との関連では、送風装置３５を含む電力蓄積装置３０の全体、あるいは、その電力蓄積部３１、充放電回路部３２、計測部３３、充放電制御部３４および送風部３５のうちのいずれか、または、そのいくつかが、制御盤１０と一体に形成されることになる。
また、実施の形態２との関連では、送風装置３５を含む電力蓄積装置３０の全体、あるいは、その電力蓄積部３１、充放電回路部３２、計測部３３、充放電制御部３４および送風部３５のうちのいずれか、または、そのいくつかが、制御盤１０と別体に形成され、昇降路１内に設置されることになる。
実施の形態４．
図９は本発明の実施の形態４において、電力蓄積部に用いる電力蓄積ユニットの構成を示す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は上面図、（Ｃ）は下面図を示す。
図９において、６０は電力蓄積ユニット（本明細書において単にユニットともいう）、６１は電力蓄積ユニットの筐体、６２はモジュール室、６３は下部スペース、６４は上部スペースを示す。また、６５は下部の基板であり、モジュール室６２と下部スペース６３を区切る隔壁となっている。６６は上部の基板であり、モジュール室６２と上部スペース６４を区切る隔壁となっている。６７はモジュール５２を支持固定する支持板などの支持部材、６８は電力伝達用の配線、６９は電力伝達用のコネクターである。また、３５は送風装置を示す。
モジュール室６２には、複数のモジュール５２が垂直に置かれて所定間隙で配列され、上下端は上部基板６６と下部基板６５によって固定されている。また、必要に応じて複数のダミー５５が筐体６１壁面に配置されている。モジュール５２の上面と下面は図９（Ｂ）（Ｃ）に示すように隣接するモジュール５２がブスバー５３によって電気的機械的に連結され、モジュール５２の直列回路を構成している。直列回路の両端のモジュール５２には、図９（Ｃ）に示すように、外部との接続のための端子７０が結合されている。
端子７０は配線６８を通ってコネクター６９に接続され、外部との電力の伝達が行われる。コネクター６９は保護箱あるいはフィンガープロテクターによって構造的に保護されている。これらの端子７０、配線６８、コネクター６９などで電力伝達部材を構成している。
この電力蓄積ユニット６０は、それ自体で電力蓄積部３１としての機能を果たすのに必要な構成要素を備えており、所定の仕様によってユニット化されたものである。
エレベータの必要電力は、エレベータの速度・容量によって変化する。それに伴い電力蓄積部３１の容量も変化し、必要なセル５１数、モジュール５２数も変化するが、必要最小のセル５１の数、あるいは最適なセル５１の数でユニット化し、その倍数で適用数を決定すれば、同じ形状のユニット数を増やすことで異なった必要電力のエレベータ装置に対応できるため、ユニットを共通化でき設計や管理も容易となる。
また、このように所定本数のモジュール５２を一つのユニット６０として構成すれば、セル５１の寿命がきたとき、ユニット６０ごと取り替えることができ、便宜である。たとえば、モジュールが１０本程度でユニット化されていれば、モジュール５２を１本ずつ取換え作業をするより例えば電池交換などの作業効率がよい。
例えば、ニッケル水素電池のように、電力蓄積電池には一般的に寿命や劣化が考えられる。ニッケル水素電池の場合も、一般的にエレベータの機械的寿命よりニッケル水素電池の寿命の方が短い。そこで、電力蓄積用の電池の保守・点検・交換といった作業が発生することが一般的である。そこで、上記のようなユニット６０を構成しておけば、モジュール５２を１本ずつについて作業をするより作業効率がよい。
また、電力蓄積ユニット６０の好適な一例として、電力伝達部材をその充電部に直接触れることができないような構造でユニット化しておけば、運搬効率もよく、運搬・保守・点検・交換時の安全性も確保できる。
また、電力蓄積ユニット６０の好適な一例として、基板６５としては、大電流基板のような配線基板を使用することにより、電力の伝達に利用することができる。また、大電流基板を用いてモジュール５２などを例えばネジ止めなどで固定することができる。さらに、比較的経費をかけず、容易に組み付け作業ができ、モジュール５２を容易に決まった位置に配置することができる。
また、電力蓄積ユニット６０の好適な一例として、図９（Ａ）に示すように、モジュールを支持部材６７により支持固定する。図１０に支持部材の例として、支持板６７の平面図を示す。これはモジュール５２やダミー５５を通す部分に円形の穴を開けた板部材である。このように、モジュール支持部材６７を板状にして、図９に示したように支持板６７の端部を筐体６１に結合し、送風装置３５の送風方向に平行に配設する。
前述したように、モジュール５２が例えば円筒形の単セルニッケル水素電池を接続して作成したような場合、その接続部分の強度が十分でない。セル縦方向で垂直に積み上げれば、据え付け後は対応できるが、電池輸送時は接続部に荷重がかかるために、その接続部分を補強する必要がある。このため、図９、図１０に示したようなモジュール支持板６７によりモジュール５２を支持すれば、支持強度を上げることができる。
また、図９に示したように、支持板６７を水平方向に固定すれば、送風装置３５から水平方向に送風した風を大きく遮る事無くセル５１を支持することができる。
さらに、図９に示したように、冷却ファンなどの送風装置３５からの送風が支持板６７に沿って流れるように送風装置３５の位置と支持板６７の位置を調整すれば、モジュール５２の熱が比較的集中する部分に、集中的に送風することができるため、電力蓄積ユニット６０内にある複数のモジュール５２あるいはセル５１の温度をより均一にすることができる。
また、支持板６７を熱伝導率の高い、例えば鉄アルミのような熱伝導率の高いもので作成した場合、支持板自体が冷却ファンの役目を果たし、電池の冷却効率が上がる。また、支持板６７を樹脂のような非導電性のもので作成した場合には、複数の電池をユニット化する際に絶縁耐力が向上し、安全にユニット化することができる。
また、電力蓄積ユニット６０の好適な一例として、上記ユニット６０に、送風装置３５を組込み固定する。送風装置３５を組み合わせておくことで、ユニット６０の送風構造と密閉構造を容易に作り出すことができる。また、これにより、モジュール５２との位置関係も容易に固定することができるため、モジュール５２間に均一な送風を行うことができるというメリットがある。
また、例えば軸流ファンでは、ファンの前後近く例えば２０ｍｍ程度に物体が存在した場合に、騒音値が大きくなる。ユニット６０に送風装置３５を取り付けることで、送風装置３５とモジュール５２とがある一定の距離を容易に保つことができ、騒音を抑えた構造を確保することができる。
また、電力蓄積ユニット６０の好適な一例として、ユニット６０内のモジュール５２に温度検出器７２を配置しその温度を計測する。また、各モジュール５２における電圧を計測できるようにし、各モジュール５２における温度・電圧を外部に伝達する情報伝達手段を設ける。これは、例えば複数のニッケル水素電池を用いたユニット６０の電力量を緻密に制御するためには、セル５１あるいはモジュール５２の温度・電圧を測定する必要があるためである。
計測する温度・電圧などの情報を伝達する情報伝達部材として、図９に示した基板６５，６６上の配線を使用することができる。これによって簡単な接続でモジュール５２の情報を把握することができる。また、同一の基板６５上に、電力伝達部材と情報伝達部材とを形成し、一体基板という構成をとることもできる。
温度は、前述したように、複数のセル５１の充電量を均一に管理するために必要である。温度計測については、電力蓄積部３１がユニット化され、送風装置３５を用いて均一に送風することが可能である場合、そのユニット６０内での最高温度と最低温度となるモジュール５２の点がある。少なくともその２点のモジュール５２の温度を計測すれば、モジュール５２の温度の最大ばらつきが把握できるというメリットがある。
電圧は、電池（セル）５１の過充電・過放電を監視するために必要である。特に電池５１の個数が増えた場合は、それぞれの電池５１、または所定の数の電池５１で分けて過充電・過放電を監視した方が、安全である。なぜなら、例えば電池５１を１００個使用した場合、定常時に単セル５１での電圧が１．２Ｖだとする。その時総電圧が１２０Ｖとなる。そして、充電を行った時、単セル５１で１．６Ｖ、総電圧で１６０Ｖとなるわけだが、もし、定常時に１つのセル５１が異常で過充電だった時総電圧は１２０．４Ｖとしかならない、つまり総電圧を監視しているだけでは、単セル５１の異常が判定できないからである。
図１１は、以上のように構成した電力蓄積ユニット６０の電気回路の構成例を説明する図である。図１１に示すように、電気的接続、この例では縦続接続されたモジュール５２の両端が、電力伝達部のコネクター６９に接続されている。
また、電気的に接続された複数のモジュール５２の両端から、電圧検出用に配線が引き出され、電圧・温度検出用のターミナル７１に接続されている。この図では、全モジュール５２の両端の電圧を検出する配線が示されているが、各モジュール５２毎の電圧を検出するように引出配線を設けることができる（図示省略する）。
また、モジュール５２の適切な位置に温度検出器７２が配置され、電圧・温度検出ターミナル７１に接続されている。この図では、温度検出器７２は１個だけ示されているが、少なくとも２個あるいは複数個の温度検出器７２を、適切な２ヶ所、あるいは複数箇所に設置することができる（図示省略する）。
また、送風装置３５に電力を送るターミナル７３も設置されている。
以上のように、本実施の形態によれば、二次電池のような電池を用いて電力蓄積部３１をユニット化することができ、電力蓄積部３１を容易に運搬・保守・点検・交換することができる。また、エレベータの必要電力に応じて、同一のユニット６０を必要個数用いて所望の電力蓄積装置３０を用意することができる。

この発明は以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果がある。
本発明によれば、機械室レスエレベータの省スペースであるメリットを損なわず、二次電池などを使用した電力蓄積装置あるいは少なくともその一部を昇降路内の適切な位置に配置することで、ケーブル類を削減し、保守・点検が容易にできるエレベータを構成することができる。
また、二次電池などを用いた電力蓄積装置を、騒音をできるだけ抑えて効率よく冷却することができる。
さらに、二次電池などを用いた電力蓄積部をユニット化することで、容易に電力蓄積部を容易に運搬・保守・点検・交換することができる。

Claims (13)

1. 交流電力を整流し直流電力に変換して直流母線に出力するコンバータと、上記直流母線に接続され上記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータとを含む制御盤を備え、上記インバータの出力により電動機を駆動してエレベータかごを運転するエレベータ装置において、
   上記直流母線からの電力を貯蔵し上記直流母線に電力を放出する電力蓄積部と、
   上記直流母線と上記電力蓄積部との間に接続された充放電回路部と、
   上記電力蓄積部の温度若しくはその入出力電流又は電圧のうち少なくとも一つを計測する計測部と、
   上記計測部の出力に応じて上記充放電回路部を制御することにより上記電力蓄積部の充放電を制御する充放電制御部とを含む電力蓄積装置を備え、
   上記制御盤をエレベータの昇降路内に備えるとともに、上記電力蓄積装置を、上記制御盤と一体で上記制御盤の直上に設置したことを特徴とするエレベータ装置。
2. 交流電力を整流し直流電力に変換して直流母線に出力するコンバータと、上記直流母線に接続され上記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータとを含む制御盤を備え、上記インバータの出力により電動機を駆動してエレベータかごを運転するエレベータ装置において、
   上記直流母線からの電力を貯蔵し上記直流母線に電力を放出する電力蓄積部と、
   上記直流母線と上記電力蓄積部との間に接続された充放電回路部と、
   上記電力蓄積部の温度若しくはその入出力電流又は電圧のうち少なくとも一つを計測する計測部と、
   上記計測部の出力に応じて上記充放電回路部を制御することにより上記電力蓄積部の充放電を制御する充放電制御部とを含む電力蓄積装置を備え、
   上記制御盤をエレベータの昇降路内に備えるとともに、上記電力蓄積装置を、又は、上記電力蓄積装置の電力蓄積部、充放電回路部、計測部、充放電制御部の少なくともいずれかを、上記制御盤と別体で上記制御盤の近隣若しくは上記エレベータ昇降路のピット内に設置し、
   上記電力蓄積装置を、又は、上記電力蓄積装置の電力蓄積部、充放電回路部、計測部、充放電制御部の少なくともいずれかを、上記制御盤と別体で上記制御盤の直上又は直下に設置したことを特徴とするエレベータ装置。
3. 交流電力を整流し直流電力に変換して直流母線に出力するコンバータと、上記直流母線に接続され上記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータとを含む制御盤を備え、上記インバータの出力により電動機を駆動してエレベータかごを運転するエレベータ装置において、
   上記直流母線からの電力を貯蔵し上記直流母線に電力を放出する電力蓄積部と、
   上記直流母線と上記電力蓄積部との間に接続された充放電回路部と、
   上記電力蓄積部の温度若しくはその入出力電流又は電圧のうち少なくとも一つを計測する計測部と、
   上記計測部の出力に応じて上記充放電回路部を制御することにより上記電力蓄積部の充放電を制御する充放電制御部と、
   上記電力蓄積部に送風する送風部とを含む電力蓄積装置を備え、
   上記制御盤をエレベータの昇降路内に備えるとともに、上記電力蓄積装置を、上記制御盤と一体で上記制御盤の直上に設置したことを特徴とするエレベータ装置。
4. 交流電力を整流し直流電力に変換して直流母線に出力するコンバータと、上記直流母線に接続され上記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータとを含む制御盤を備え、上記インバータの出力により電動機を駆動してエレベータかごを運転するエレベータ装置において、
   上記直流母線からの電力を貯蔵し上記直流母線に電力を放出する電力蓄積部と、
   上記直流母線と上記電力蓄積部との間に接続された充放電回路部と、
   上記電力蓄積部の温度若しくはその入出力電流又は電圧のうち少なくとも一つを計測する計測部と、
   上記計測部の出力に応じて上記充放電回路部を制御することにより上記電力蓄積部の充放電を制御する充放電制御部と、
   上記電力蓄積部に送風する送風部とを含む電力蓄積装置を備え、
   上記制御盤をエレベータの昇降路内に備えるとともに、上記電力蓄積装置を、又は、上記電力蓄積装置の電力蓄積部、充放電回路部、計測部、充放電制御部、送風部の少なくともいずれかを、上記制御盤と別体で上記制御盤の近隣若しくは上記エレベータ昇降路のピット内に設置し、
   上記電力蓄積装置を、又は、上記電力蓄積装置の電力蓄積部、充放電回路部、計測部、充放電制御部、送風部の少なくともいずれかを、上記制御盤と別体で上記制御盤の直上又は直下に設置したことを特徴とするエレベータ装置。
5. 上記電力蓄積装置の電力蓄積部は、複数の電力蓄積電池を電気的に接続して積層した電力蓄積モジュールを複数個含み、前記電力蓄積モジュールを並列に複数個配置して電気的に接続した電力蓄積ユニットから構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のエレベータ装置。
6. 上記電力蓄積装置の電力蓄積部は、上記電力蓄積ユニットを１個または複数個接続して構成したことを特徴とする請求項５に記載のエレベータ装置。
7. 上記電力蓄積ユニットは、複数の上記電力蓄積モジュールを水平方向には碁盤目状もしくは千鳥配列状に配列して構成したことを特徴とする請求項５に記載のエレベータ装置。
8. 上記電力蓄積ユニットは、上記電力蓄積モジュールをダミーとともに配列して水平方向の通風路の均一化を図るようにしたことを特徴とする請求項５に記載のエレベータ装置。
9. 上記電力蓄積ユニットは、上記電力蓄積モジュールに送風する送風装置を上記電力蓄積モジュールに近接して所定距離離して備えたことを特徴とする請求項５に記載のエレベータ装置。
10. 上記電力蓄積ユニットは、電気的に接続した上記複数の電力蓄積モジュールの電力を上記電力蓄積ユニット外部に取り出すことができる電力伝達部材を備えていることを特徴とする請求項５に記載のエレベータの制御装置。
11. 上記電力蓄積ユニットは、電力蓄積モジュールの温度または電圧の情報を伝達する情報伝達部材を備えていることを特徴とする請求項５に記載のエレベータ装置。
12. 上記電力蓄積ユニットは、上記電力蓄積モジュールを支持する基板を備えるとともに、この基板を上記電力伝達部材または上記情報伝達部材として用いることを特徴とする請求項１０又は１１に記載のエレベータ装置。
13. 上記電力蓄積ユニットは、複数の電力蓄積モジュールを支持する支持部材を備えていることを特徴とする請求項５に記載のエレベータ装置。

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